Yıl 2019, Cilt , Sayı 17, Sayfalar 581 - 588 2019-12-31

Haşhaş Kapsülü Küspesinin Sabit Yataklı Reaktörde Katalitik Pirolizi

Derya Yeşim HOPA [1] , Nazan YILMAZ [2]


Dünyanın artan nüfusu ve sanayileşmesiyle, artan enerji ihtiyacı çevreyi kirletmeden ve sürdürülebilirliği sağlanabilecek kaynaklardan bildiğimiz en önemli enerji kaynağı biyokütle enerjisidir. Günümüzde biyokütleden, biyoyakıtları da içeren kimyasallar ve güç üretimiyle ilgili yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Biyokütleden piroliz teknolojisi ile gaz, sıvı (bio-oil) ve katı ürünlerin (char) üretimi uzun süreden beri bilinmektedir. Bu yöntemle üretilebilecek ürünlerin oranı kullanılan piroliz tekniğine ve değişkenlerine bağlı olup, bu güne kadar bildirilen ürün verimlerinin çoğunlukla atmosfere açık sistemlerden elde edilen sonuçları yansıttığı görülmektedir. Piroliz ürünlerinden biri olan sıvı ürün (biyoyağ) yakıt olarak değerlendirilmektedir.

 

Yapılan bu çalışmada, biyokütle olarak seçilen haşhaş küspesinden piroliz yöntemi ile biyoyağ eldesinde katalizörün biyoyağ ürün verimine etkisi araştırılmıştır. Piroliz işlemleri sabit yataklı piroliz reaktöründe 500˚C piroliz sıcaklığında, 10°C/dk ısıtma hızında, 1L/ azot akış hızında ve farklı oranlarda Na2CO3 katalizörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan piroliz çalışmalarında  %20 katalizör oranında en yüksek % 9,8 biyoyağ verimi elde edilmiştir. Elde edilen bu biyoyağ FT-IR, GC-MS ve ısıl değer analizleri yapılarak karakterize edilmiştir. GC-MS sonuçları incelendiğinde biyoyağın alifatik, aromatik, keton, ester, fenol ve yağ asitleri gibi farklı fonksiyonel gruplara sahip bileşiklerden oluştuğu belirlenmiştir. FT-IR analizi GC-MS analiz sonuçlarını doğrulamıştır. Katalizör kullanımı biyoyağın ısıl değerini artırmış ve 30,57 MJ/kg olarak tespit edilmiştir. 

piroliz, biyokütle, katalizör
  • Agrawalla, A., Kumar, S., & Singh, R. K. (2011). Pyrolysis of groundnut de-oiled cake and characterization of the liquid product. Bioresource technology, 102(22), 10711-10716.
  • Ateş, F., Pütün, E., & Pütün, A. E. (2004). Fast pyrolysis of sesame stalk: yields and structural analysis of bio-oil. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 71(2), 779-790.
  • Collard, F. X., & Blin, J. (2014). A review on pyrolysis of biomass constituents: Mechanisms and composition of the products obtained from the conversion of cellulose, hemicelluloses and lignin. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 594-608.
  • Hopa, D. Y., Yılmaz, N., Alagöz, O., Dilek, M., Helvacı, A., & Durupınar, Ü. (2016). Pyrolysis of poppy capsule pulp for bio-oil production. Waste Management & Research, 34(12), 1316-1321.
  • Ellabban, O., Abu-Rub, H., & Blaabjerg, F. (2014). Renewable energy resources: Current status, future prospects and their enabling technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 39, 748-764.
  • Erlich, C., Öhman, M., Björnbom, E., & Fransson, T. H. (2005). Thermochemical characteristics of sugar cane bagasse pellets. Fuel, 84(5), 569-575.Imran, A., Bramer, E. A., Seshan, K., & Brem, G. (2014). High quality bio-oil from catalytic flash pyrolysis of lignocellulosic biomass over alumina-supported sodium carbonate. Fuel processing technology, 127, 72-79.
  • Nayan, N. K., Kumar, S., & Singh, R. K. (2013). Production of the liquid fuel by thermal pyrolysis of neem seed. Fuel, 103, 437-443.Nguyen, T. S., Zabeti, M., Lefferts, L., Brem, G., & Seshan, K. (2013). Conversion of lignocellulosic biomass to green fuel oil over sodium based catalysts. Bioresource technology, 142, 353-360.
  • Nzihou, A., Stanmore, B., Lyczko, N., & Minh, D. P. (2019). The catalytic effect of inherent and adsorbed metals on the fast/flash pyrolysis of biomass: A review. Energy, 170, 326-337.
  • Pütün, E., Uzun, B. B., & Pütün, A. E. (2006). Fixed-bed catalytic pyrolysis of cotton-seed cake: effects of pyrolysis temperature, natural zeolite content and sweeping gas flow rate. Bioresource Technology, 97(5), 701-710.Safar, M., Lin, B. J., Chen, W. H., Langauer, D., Chang, J. S., Raclavska, H., ... & Pétrissans, M. (2019). Catalytic effects of potassium on biomass pyrolysis, combustion and torrefaction. Applied Energy, 235, 346-355.
  • Raveendran, K., Ganesh, A., & Khilar, K. C. (1995). Influence of mineral matter on biomass pyrolysis characteristics. Fuel, 74(12), 1812-1822.Morales, S., Miranda, R., Bustos, D., Cazares, T., & Tran, H. (2014). Solar biomass pyrolysis for the production of bio-fuels and chemical commodities. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 109, 65-78.
  • Shadangi, K. P., & Mohanty, K. (2014). Comparison of yield and fuel properties of thermal and catalytic Mahua seed pyrolytic oil. Fuel, 117, 372-380.Shah, M. H., Deng, L., Bennadji, H., & Fisher, E. M. (2015). Pyrolysis of potassium-doped wood at the centimeter and submillimeter scales. Energy & Fuels, 29(11), 7350-7357.
  • Uçar, S., & Karagöz, S. (2009). The slow pyrolysis of pomegranate seeds: The effect of temperature on the product yields and bio-oil properties. Journal of analytical and applied Pyrolysis, 84(2), 151-156.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-2145-3098
Yazar: Derya Yeşim HOPA
Kurum: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-0161-1404
Yazar: Nazan YILMAZ (Sorumlu Yazar)
Kurum: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

APA HOPA, D , YILMAZ, N . (2019). Haşhaş Kapsülü Küspesinin Sabit Yataklı Reaktörde Katalitik Pirolizi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (17) , 581-588 . DOI: 10.31590/ejosat.624066